In this work, we present the program MAELAS to calculate magnetocrystalline anisotropy energy, anisotropic magnetostrictive coefficients and magnetoelastic constants in an automated way by Density Functional Theory calculations. The program is based on the length optimization of the unit cell proposed by Wu and Freeman to calculate the magnetostrictive coefficients for cubic crystals. In addition to cubic crystals, this method is also implemented and generalized for other types of crystals that may be of interest in the study of magnetostrictive materials. As a benchmark, some tests are shown for well-known magnetic materials.
Identification of materials with strong magneto-structural coupling using computational high-throughput screening
磁致伸缩、磁热效应和磁电效应等重要现象都是由磁自由度和结构自由度的耦合引起的,或者可以通过磁自由度和结构自由度的耦合来增强。自旋和晶格的耦合也影响磁性材料中的输运和结构性质,特别是在相变附近。在本文中,我们提出了一种方法来筛选材料的强磁结构耦合通过评估的局部磁位形的原子力的影响,使用密度泛函理论(DFT)。我们采用了无序的本地矩的方法在一个超晶胞配方,以探测不同的磁局部配置和他们的力量,并进行了高通量的搜索晶体学开放数据库中的二元和三元化合物。我们确定了一个列表中的材料具有较强的自旋-晶格耦合,其中几个已经知道显示磁晶格耦合现象,如Fe 3 O 4和CrN。其他如Mn_2CrO_4和CaFe_7O_(11)的研究较少,尚未在实验和应用中显示出它们的潜力。
Detailed and high-throughput measurement of composition dependence of magnetoresistance and spin-transfer torque using a composition-gradient film: application to Co$_{x}$Fe$_{1-x}$ (0 $\le$ $\textit{x}$ $\le$ 1) system
在过去的几十年里,一个令人兴奋的发展一直是使用高通量计算筛选作为一种手段,确定有前途的候选材料的各种结构或功能特性。实验上,经常发现性能最高的材料含有大量的原子位置无序。然而,这些在高通量计算搜索中经常被忽视,因为难以处理不具有简单,明确定义的晶体学晶胞的材料。在这里,我们表明,磁热材料的筛选与密度泛函理论的磁变形代理的帮助下,可以扩展到系统的原子位置无序。这是通过对固溶体中有序超晶胞的磁变形进行热力学平均来实现的。我们发现,高度非单调磁热性能的无序固溶体Mn(Co $_{1-x}$ Fe $_x$)Ge和(Mn $_{1-x}$ Ni $_x$)CoGe的成功捕获使用这种方法。
Medium-Throughput Evaluation of Quantum Geometry-Driven Topological Transports in Altermagnets
Institute of Materials Science, Technical University of Darmstadt(达姆施塔特工业大学材料研究所);Physics Department and CSMB, Humboldt-Universität zu Berlin(柏林洪堡大学物理系和CSMB);School of Materials Science and Engineering, Jilin University(吉林大学材料科学与工程学院);Suzhou Laboratory(苏州实验室)
Towards understanding of magnetization reversal in Nd$-$Fe$-$B nanocomposites: Analysis by high-throughput micromagnetic simulations
我们演示了如何微磁模拟可以用来表征和分析纳米复合材料的磁性微结构。以纳米晶Nd $-$ Fe $-$ B为例,这是一种未来永磁应用的潜在材料,我们比较了这类材料的微磁学分析的三种不同模型:(i)根据Stoner-Wohlfarth颗粒有和没有磁偶极相互作用的纳米复合微结构的描述;(ii)基于纳米颗粒的核-壳表示的模型;(iii)后一种模型包括超顺磁性团簇的贡献。相关的参数空间进行了系统的扫描,目的是建立微磁方法可以最充分地描述这种材料的实验数据。根据我们的研究结果,只有最后,最复杂的模型是能够提供一个很好的协议与测得的磁滞回线。所提出的方法是普遍适用于多相磁性纳米复合材料,它highlighths的微观结构,磁相互作用和宏观磁性能之间的复杂的相互关系。
A High-Flux and High-Efficiency Setup for Magneto-Infrared Spectroscopy
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University(精密光谱学国家重点实验室,华东师范大学);Multifunctional Platform for Innovation Precision Machining Center, East China Normal University(多功能创新精密加工中心平台,华东师范大学);School of Physics and Electronic Science, Key Laboratory of Polar Materials and Devices, Ministry of Education, East China Normal University(物理与电子科学学院,极化材料与器件教育部重点实验室,华东师范大学);Institute of Optoelectronics, Fudan University(光电研究院,复旦大学)
Accurate Screening of Functional Materials with Machine-Learning Potential and Transfer-Learned Regressions: Heusler Alloy Benchmark
Research Center for Magnetic and Spintronic Materials, National Institute for Materials Science(磁性及自旋材料研究中心,物质材料研究机构);Digital Transformation Initiative Center for Magnetic Materials (DXMag), National Institute for Materials Science(磁性材料数字化转型倡议中心(DXMag),物质材料研究机构)